專利名稱：一種凍硝后母液生產七水硫酸鎂的工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種生產七水硫酸鎂的工藝，尤其是涉及一種凍硝后母液生產七水硫酸鎂的工藝。
背景技術：
現有工業級和肥料級七水硫酸鎂的生產方法有以下8種 1、硫酸法
氧化鎂、氫氧化鎂或碳酸鎂與硫酸反應生成硫酸鎂，反應式如下 Mg0+H2S04+6H20=MgS04 7H20 Mg (OH) 2+H2S04+5H20=MgS04 7H20 MgC03+H2S04+6H20= MgS04 7H20+C02丨以氧化鎂為例，先將硫酸和含氧化鎂的礦石(如白云石、菱苦土、蛇文石)或其煅燒粉，按比例計量，在中和罐中加入水或洗水、母液，在攪拌下先徐徐加入煅燒粉等，再加入硫酸進行中和反應，控制pH=5，密度在1. 370g/cm3 1. 384g/cm3，將中和液保持在80°C，經葉片過濾機過濾，將清液打入結晶器，冷卻至30°C以下進行離心分離(可在離心機中水洗)，將濕料送入振動流化床，于50°C 55°C干燥制得七水硫酸鎂。2、鹽湖苦鹵法
山西運城鹽湖鹵水屬Na+、Mg27/Cr、S042_-H20四元體系，生產芒硝后含MgO 150 g/L 200g/L、NaCl 65 g/L 80 g/L、MgCl2 25 g/L 45g/L的苦鹵經夏秋兩季自然蒸發濃縮后， 放入結晶池至冬季鹵溫降至15°C _5°C時，排走上層母液即得粗制七水硫酸鎂，其反應式如下 Na2S04+MgCl2+7H20=MgS04 7H20+2NaCl 將粗七水硫酸鎂于 80°C 90°C 下溶解為1. 370g/cm3 1. 384g/cm3溶液，經板框壓濾機過濾或澄清分離后進行冷卻結晶， 析出MgS04 7H20，用三足式離心機分離，于50°C 55°C干燥，得七水硫酸鎂。3、苦鹵復曬法
鹽田苦鹵法生產的氯化鈉是飽和的，硫酸鎂是不飽和的，當溫度降低到5°C時，便開始有MgS04 7H20和NaCl —起析出。在工業上，先將苦鹵在復曬池中復曬到相對密度為 1.沈 1.四6，析出NaCl，再將上部苦鹵排入鹵坑中，借助冬季嚴寒使MgS04 7H20析出，得到粗制七水硫酸鎂。其產品雜鹽(NaCl)含量較高，產品質量差，采用水洗法或重結晶法提純，可制得精制七水硫酸鎂。
4、高溫鹽溶浸法海水日曬苦鹵，用兌鹵法蒸發時產出高溫鹽，其組成為MgSO4 33wt%, NaCl<35wt%, MgCl2 ^ 7wt%, KCl ^ 0. 5wt%。用 360g/L 380g/L MgCl2 和淡水配制成200 g/L MgCl2溶液，在48°C左右溶浸。由于NaCl溶解得很少，而MgSO4溶解得較多， 保溫澄清后，溶浸液與未溶解的高溫鹽分離后，冷卻到10°C以下即可析出七水硫酸鎂。5、震蕩轉化法用硫酸鎂飽和溶液(結晶母液)與高低溫鹽配成懸濁液，然后在震蕩槽中震蕩。氯化鈉顆粒大，迅速沉降；一水硫酸鎂細小，不易沉降。震蕩后分離出沉降鹽，給清液中加入一定量的淡水，在25°C下攪拌，一水硫酸鎂轉化成七水硫酸鎂，離心脫水即得七水硫酸鎂。6、碳酸化法將CO2通入氧化鎂和石膏的懸浮液中，碳酸化后生成CaCO3沉淀，過濾后，進一步加工制得七水硫酸鎂。其反應式如下 Mg0+CaS04 2H20+C02=CaC03 I + MgS04+2H20 MgS04+7H20=MgS04 7H20
7、二氧化硫催化法將SA通入Mg (OH) 2漿液中，在催化劑作用下于50°C 60°C通入空氣進行氧化，分離后得到七水硫酸鎂。其反應式如下 Mg (OH) 2+S02=MgS03+H20
MgS03+02+7H20=MgS04 7H20 8、副產法 1)硫酸分解硼鎂石生產硼酸的母液，經濃縮、冷卻、分離，制得七水硫酸鎂。 2)生產玻璃瓦時產生的廢料與硫酸反應，制得七水硫酸鎂。 幻雜鹵石中提取硫酸鉀，副產硫酸鈣及七水硫酸鎂。 4)生產鈦白粉副產硫酸與氧化鎂反應，制得七水硫酸鎂。 幻合成氨中變催化劑(中變工段中用的催化劑)副產硫酸銨與氧化鎂反應，制得七水硫酸鎂。但現有技術中沒有用凍硝后的母液來生產七水硫酸鎂的工業化技術，母液中的鎂沒有得到充分利用，造成了資源的浪費。
發明內容
本發明要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提供一種工藝流程簡短，防堵塞效果好，能耗低的凍硝后母液生產七水硫酸鎂的工藝。本發明解決所述技術問題所采用的技術方案是，其包括以下步驟
(1)一段預熱用35 50°C的兌鹵清液分2 4級串聯，將-5 0°C的凍硝后的母液 (母液一般含2 5wt%的硫酸鈉、15 20wt%的硫酸鎂、小于0. 5wt%氯化鈉)預熱升溫至 25 30°C ；
(2)二段預熱用蒸汽冷凝水分2 3級串聯，將步驟(1)所得25 30°C的凍硝后的母液預熱升溫至50 60°C ；
(3)三段預熱用蒸發的二次蒸汽分3級，將步驟(2)所得50 60°C的凍硝后的母液預熱升溫至110士5°C ；
(4)多效強制循環蒸發將步驟(3)所得110士5°C的凍硝后的母液送入多效強制循環蒸發裝置的一效蒸發罐，按順流流程進行多效真空蒸發，末效料液溫度控制在 700C 士2°C ；
所述多效強制循環蒸發裝置可為2-5效；
(5)真空結晶從多效強制循環蒸發裝置末效流出的物料進行一、二級真空結晶，一級結晶溫度控制在40-45°C，控制真空度在0. 006-0. 008MPa(A)(此處的“Α”表示絕壓，下同)， 二級結晶終溫為20 25°C，控制真空度在0. 002-0. 003MPa(A)；得晶漿；
(6)將晶漿離心分離，得濕料；
(7)將濕料干燥，得七水硫酸鎂。本發明之凍硝后母液生產七水硫酸鎂的工藝具有下列優點(1)多效真空強制循環蒸發、兩級真空結晶工藝過程，可連續穩定操作，延緩和解決了整個過程堵管、堵設備的問題；( 蒸發前分三段預熱，充分利用工藝物料本身低位熱能分級預熱，避免直接利用生蒸汽(即從鍋爐房直接供工藝用的蒸汽)等高位熱能，有效降低能耗；(3)多效真空強制循環蒸發，易于控制蒸發水分和排料的濃度，同時可大大節約生蒸汽的消耗；(4)真空結晶選擇2級串聯，分級結晶，每級結晶都分離出固體七水硫酸鎂，易于控制每級結晶器的固體濃度；(5)所使用之設備結構簡單，操作、維護方便；(6)蒸發、結晶控制全過程易實現自動控制；易于實現大型工業化生產。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明作進一步詳細說明。實施例1
本實施例包括以下步驟
(1)一段預熱用40°c的兌鹵清液分4級串聯，將-3°c的凍硝后的母液11. 5噸/小時 (母液含:3. 7wt%的硫酸鈉、18. lwt%的硫酸鎂、0. 3 wt%氯化鈉)，預熱升溫至28°C ；
(2)二段預熱用蒸汽冷凝水分3級串聯，將步驟(1)所得的凍硝后的母液，預熱升溫至55 °C ；
(3)三段預熱用蒸發的二次蒸汽分3級，將步驟(2)所得55°C的凍硝后的母液預熱升溫至110°C ；
(4)多效強制循環蒸發將步驟(3)所得110°C的凍硝后的母液送入四效強制循環蒸發裝置的一效蒸發罐，按順流流程進行四效真空蒸發，末效料液6.71噸/小時(所得料液含 6. 4wt%的硫酸鈉、30. lwt%的硫酸鎂、0. 4wt%氯化鈉)，末效溫度控制在70°C ；
(5)真空結晶從多效強制循環蒸發裝置末效流出的物料進行一、二級真空結晶，一級結晶溫度控制在43士 1°C，控制真空度在0. 007MPa (A)(此處的“A”表示絕壓，下同)，二級結晶終溫為23士 1°C，控制真空度在0. 002MPa(A)，得晶漿；
(6)晶漿離心分離，得濕料；
(7)濕料經干燥，制得七水硫酸鎂2.2噸/小時。實施例2
本實施例包括以下步驟
(1)一段預熱用38°C的兌鹵清液分3級串聯，將_2°C的凍硝后的母液4. 6噸/小時 (母液含3. 5wt%的硫酸鈉、19. 0wt%的硫酸鎂、0. 2wt%氯化鈉)預熱升溫至27°C ；
(2)二段預熱用蒸汽冷凝水分2級串聯，將步驟(1)所得27°C的凍硝后的母液，預熱升溫至52 °C ；
(3)三段預熱用蒸發的二次蒸汽分3級，將步驟(2)所得52°C的凍硝后的母液預熱升溫至106 °C ；
(4)多效強制循環蒸發將步驟(3)所得106°C的凍硝后的母液送入四效強制循環蒸發裝置的一效蒸發罐，按順流流程進行四效真空蒸發，末效料液2. 68噸/小時(所得料液含 6. 2wt%的硫酸鈉、31. 2wt%的硫酸鎂、0. 3wt%氯化鈉)，溫度控制為68°C ；
(5)真空結晶從多效強制循環蒸發裝置末效流出的物料進行一、二級真空結晶，一級結晶溫度控制在42 士 1 °C，控制真空度在0. 007MPa (A)，二級結晶終溫為25 士 1 °C，控制真空度在0.002MPa(A)；得晶漿;
(6)晶漿離心分離，得濕料；
(7)濕料干燥，制得七水硫酸鎂0.88噸/小時。
權利要求
1.一種凍硝后母液生產七水硫酸鎂的工藝，其特征在于，包括以下步驟(1)一段預熱用35 50°C的兌鹵清液分2 4級串聯，將-5 0°C的凍硝后的母液預熱升溫至25 30°C ；(2)二段預熱用蒸汽冷凝水分2 3級串聯，將步驟(1)所得25 30°C的凍硝后的母液，預熱升溫至50 60°C ；(3)三段預熱用蒸發的二次蒸汽分3級，將步驟(2)所得50 60°C的凍硝后的母液預熱升溫至110士5°C ；(4)多效強制循環蒸發將步驟(3)所得110士5°C的凍硝后的母液送入多效強制循環蒸發裝置的一效蒸發罐，按順流流程進行多效真空蒸發，末效料液溫度控制在 700C 士2°C ；(5)真空結晶將多效強制循環蒸發裝置末效流出的物料進行一、二級真空結晶，一級結晶溫度控制在40-45°C，控制真空度在0. 006-0. 008MPa, 二級結晶終溫為20 25°C，控制真空度在0. 002-0. 003MPa ；得晶漿；(6)將晶漿離心分離，得濕料；(7)將濕料干燥，得七水硫酸鎂。
2.根據權利要求1所述的凍硝后母液生產七水硫酸鎂的工藝，其特征在于，步驟(1) 中，所述凍硝后的母液中，含2 5wt%的硫酸鈉、15 20wt%的硫酸鎂、小于0. 5wt%的氯化鈉。
3.根據權利要求1或2所述的凍硝后母液生產七水硫酸鎂的工藝，其特征在于，步驟 (4)中，所述多效強制循環蒸發裝置為2-5效。
全文摘要
一種凍硝后母液生產七水硫酸鎂的工藝，其包括以下步驟(1)一段預熱；(2)二段預熱；(3)三段預熱；(4)多效強制循環蒸發；(5)真空結晶；(6)料漿離心分離；(7)濕料干燥。本發明工藝流程簡短，防堵塞效果好，能耗低。
文檔編號C01F5/40GK102530995SQ20121005316
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月2日 優先權日2012年3月2日
發明者宋志青, 張俊華, 戴斌聯, 申軍 申請人:化工部長沙設計研究院